JP6729697B2 - Wire saw device and work cutting method - Google Patents
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Description
本発明は、ワイヤソー切断技術に関し、ワーク、例えばシリコン半導体単結晶インゴットをウェーハ状にする(スライスする)ウェーハ切断工程等に適用可能なワイヤソー装置及びワークの切断方法に関する。 The present invention relates to a wire saw cutting technique, and relates to a wire saw device and a work cutting method applicable to a wafer cutting step of slicing a work, for example, a silicon semiconductor single crystal ingot into a wafer.
例えば、半導体製造分野においては、単結晶引上装置によって引き上げられたシリコン半導体単結晶インゴットを内周刃スライサーによって軸直角方向に薄く切断することによって複数のシリコン半導体ウェーハを得ている。 For example, in the field of semiconductor manufacturing, a plurality of silicon semiconductor wafers are obtained by thinly cutting a silicon semiconductor single crystal ingot pulled up by a single crystal pulling apparatus in a direction perpendicular to an axis by an inner peripheral blade slicer.
ところが、近年の半導体ウェーハの大直径化の傾向は、従来からの内周刃スライサーによるインゴットの切断を困難にしている。又、内周刃スライサーによる切断方法は、ウェーハを1枚ずつ切り出すために非効率で生産性が悪いという問題がある。 However, the recent tendency toward larger diameter semiconductor wafers makes it difficult to cut an ingot by a conventional inner peripheral blade slicer. Further, the cutting method using the inner peripheral blade slicer has a problem that the wafer is cut out one by one, which is inefficient and the productivity is poor.
そこで、ワイヤソー(特に、マルチワイヤソー)による切断方法が近年注目されている。この切断方法は、複数本のメインローラ(ワイヤガイド)間に螺旋状に巻回されたワイヤ列にワークを押圧し、該ワークとワイヤとの接触部にスラリーを供給しながらワイヤを移動させることによってワークをウェーハ状に切断する方法である(例えば、特許文献1)。このような切断方法によって、一度に多数枚(例えば数100枚)のウェーハを切り出すことができる。 Therefore, a cutting method using a wire saw (particularly, a multi-wire saw) has been receiving attention in recent years. This cutting method is performed by pressing a work against a wire row spirally wound between a plurality of main rollers (wire guides) and moving the wire while supplying slurry to a contact portion between the work and the wire. Is a method of cutting a work into a wafer (for example, Patent Document 1). With such a cutting method, a large number (for example, several hundreds) of wafers can be cut at one time.
また、特許文献2のように、溝付きローラーの保持部に振動計を取り付け、断線検知に用いているものや、特許文献3のように、リールボビンの軸受ハウジング又は該軸受ハウジングのブラケットに振動計を取り付け、リールボビンの異常回転検知に振動センサが用いられているものがある。
Further, as in
しかしながら、上記のようなワイヤソーを用いた切断方法において、ワイヤ張力が一定に保てず、大きく暴れている状態や、異常な振動が起きている状態でワークを切断した場合、Warp品質に悪化が見られる。また、ワークの切断途中に前記異常に気付き、メンテナンスの為に装置を停止すると、今度は温度変化によりWarp品質が悪化する。どちらにおいても一度に多数枚のウェーハを切り出すため、大量不良に繋がる可能性が高いという問題があった。 However, in the cutting method using the wire saw as described above, when the work is cut in a state where the wire tension cannot be kept constant, and the wire is rough or abnormal vibration occurs, the Warp quality deteriorates. Can be seen. If the above-mentioned abnormality is noticed during cutting of the work and the apparatus is stopped for maintenance, the Warp quality is deteriorated due to the temperature change. In both cases, a large number of wafers are cut out at one time, which has a problem that a large number of defects are likely to occur.
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、ワークの切断前に、ワイヤの張力暴れや、ワイヤソー装置の異常な振動が起きている状態を判断することが可能で、ワークから切り出されたウェーハの品質悪化を防ぐことができるワイヤソー装置及びワークの切断方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to determine the state where the tension of the wire is violent or the wire saw device is abnormally vibrated before cutting the work, and the work is cut from the work. It is an object of the present invention to provide a wire saw device and a work cutting method capable of preventing the quality deterioration of a broken wafer.
上記目的を達成するために、本発明によれば、ワイヤを延出するワイヤ供給リールと、複数のワイヤガイドの周囲に螺旋状に巻回された前記ワイヤによって形成されるワイヤ列と、前記ワイヤを巻き取るワイヤ巻き取りリールと、切断対象のワークを保持するワーク保持部とを有し、少なくとも前進後退を1回以上繰り返して走行する前記ワイヤ列に前記ワーク保持部に保持された前記ワークを押しつけて切断加工を行うワイヤソー装置において、
前記ワーク保持部に取り付けられた振動センサと、前記ワイヤの張力を検出するロードセルとを備えることを特徴とするワイヤソー装置を提供する。To achieve the above object, according to the present invention, a wire supply reel that extends a wire, a wire row formed by the wire spirally wound around a plurality of wire guides, and the wire A wire take-up reel that winds up the work, and a work holding portion that holds the work to be cut, and at least the work held by the work holding portion on the wire row that travels forward and backward repeatedly at least once. In a wire saw device that presses and cuts,
A wire saw device comprising: a vibration sensor attached to the work holding part; and a load cell for detecting the tension of the wire.
このようなものであれば、ワークの切断前に、ロードセルによって検出されるワイヤの張力、及び振動センサによって検出される振動の少なくとも一方の測定を行い、この測定値を用いてワイヤソー装置の正常又は異常の判断を行うことができる。従って、ワイヤソー装置が正常であると判断された場合に、ワークの切断を行えば、ワークから切り出されるウェーハの品質悪化を防ぐことができる。 In such a case, before cutting the work, at least one of the tension of the wire detected by the load cell and the vibration detected by the vibration sensor is measured, and the measured value is used to determine whether the wire saw device is operating normally or not. It is possible to judge abnormality. Therefore, if the work is cut when it is determined that the wire saw device is normal, deterioration of the quality of the wafer cut from the work can be prevented.
また本発明によれば、上記本発明のワイヤソー装置を用いてワークを切断する方法であって、
前記ワークの切断前に、前記ワークを前記ワイヤに接触させない状態で、前記ワイヤを少なくとも前進後退1回以上繰り返し走行させながら、前記ロードセルによって検出される前記ワイヤの張力、及び前記振動センサによって検出される振動の少なくとも一方の測定を行い、該測定された測定値を用いて前記ワイヤソー装置の正常又は異常の判断を行う判断工程と、
前記ワイヤソー装置が正常であると判断された場合に、前記ワークの切断を行う切断工程を有することを特徴とするワークの切断方法を提供する。Further, according to the present invention, there is provided a method for cutting a work using the wire saw device of the present invention,
Before the cutting of the work, the wire tension detected by the load cell and the vibration sensor are detected while the work is kept in contact with the wire and the wire is repeatedly run at least once forward and backward. A determination step of performing at least one of the vibrations of the wire saw and determining whether the wire saw device is normal or abnormal using the measured value.
A method of cutting a work, comprising a cutting step of cutting the work when the wire saw device is determined to be normal.
このようなワークの切断方法は、上記の本発明のワイヤソー装置を用いるので、ワークの切断前に、ワイヤソー装置の正常又は異常の判断を行うことができる。そして、ワイヤソー装置が正常であると判断された場合に、ワークの切断を行うので、ワークから切り出されるウェーハの品質悪化を防ぐことができる。 Since such a work cutting method uses the above-described wire saw device of the present invention, it is possible to judge whether the wire saw device is normal or abnormal before cutting the work. Then, when it is determined that the wire saw device is normal, the work is cut, so that it is possible to prevent deterioration of the quality of the wafer cut from the work.
このとき、前記判断工程において、
前記測定値を用いて管理図管理を行い、前記測定値が管理値限界外にあった場合に前記ワイヤソー装置が異常であると判断して、前記ワークの切断前に前記ワイヤソー装置を停止し、前記管理値限界内に入るまで、前記ワイヤソー装置のメンテナンスを行ってから、前記ワークを切断することが好ましい。At this time, in the determination step,
Performs control chart management using the measured value, determines that the wire saw device is abnormal when the measured value is outside the control value limit, and stops the wire saw device before cutting the workpiece, It is preferable to perform maintenance of the wire saw device and then cut the work until it falls within the control value limit.
このようにすれば、管理図管理することで、ワークの切断前にワイヤソー装置の状態を把握でき、管理値限界外の異常状態の場合にメンテナンスすることで、ワークから切り出されるウェーハの品質悪化や品質悪化による不良発生を低減することができる。 In this way, by controlling the control chart, the state of the wire saw device can be grasped before cutting of the work, and by performing maintenance in the case of an abnormal state outside the control value limit, deterioration of the quality of the wafer cut from the work and It is possible to reduce the occurrence of defects due to deterioration of quality.
また本発明によれば、上記本発明のワイヤソー装置を用いてワークを切断する方法であって、前記ワークの切断前に、前記ワークを前記ワイヤに接触させない状態で、前記ワイヤを少なくとも前進後退1回以上繰り返し走行させながら、前記ロードセルによって検出される前記ワイヤの張力の標準偏差が0.45N以下、且つ、前記振動センサによって検出される振動が1.0mm/sec以下であることを確認してから、前記ワークの切断を行うことを特徴とするワークの切断方法を提供する。 Further, according to the present invention, there is provided a method of cutting a work by using the wire saw device of the present invention, wherein the wire is at least moved forward and backward without cutting the work into contact with the wire. While repeatedly traveling more than once, confirm that the standard deviation of the tension of the wire detected by the load cell is 0.45 N or less and the vibration detected by the vibration sensor is 1.0 mm/sec or less. From the above, there is provided a method of cutting a work, which comprises cutting the work.
このように、ワイヤの張力の標準偏差が0.45N以下、且つ、振動が1.0mm/sec以下の場合を正常と判断し、該正常とされた場合のみにワークの切断を行うことで、ワークから切り出されるウェーハの品質悪化をより確実に防ぐことができる。 As described above, when the standard deviation of the wire tension is 0.45 N or less and the vibration is 1.0 mm/sec or less, it is determined to be normal, and the work is cut only when the normal is determined, The quality of the wafer cut out from the work can be more reliably prevented.
本発明のワイヤソー装置であれば、ワークの切断前に、ロードセルによって検出されるワイヤの張力、及び振動センサによって検出される振動の少なくとも一方の測定を行い、この測定値を用いてワイヤソー装置の正常又は異常の判断を行うことができる。従って、ワイヤソー装置が正常であると判断された場合に、ワークの切断を行えば、ワークから切り出されるウェーハの品質悪化を防ぐことができる。 With the wire saw device of the present invention, at least one of the tension of the wire detected by the load cell and the vibration detected by the vibration sensor is measured before cutting the workpiece, and the measured value is used to determine whether the wire saw device is operating normally. Alternatively, it is possible to judge abnormality. Therefore, if the work is cut when it is determined that the wire saw device is normal, deterioration of the quality of the wafer cut from the work can be prevented.
また、このような本発明のワイヤソー装置を用いたワークの切断方法であれば、ワークの切断前に、ワイヤソー装置の正常又は異常の判断を行うことができる。そして、ワイヤソー装置が正常であると判断された場合に、ワークの切断を行うので、ワークから切り出されるウェーハの品質悪化を防ぐことができる。 Further, according to such a work cutting method using the wire saw device of the present invention, it is possible to judge whether the wire saw device is normal or abnormal before cutting the work. Then, when it is determined that the wire saw device is normal, the work is cut, so that it is possible to prevent deterioration of the quality of the wafer cut from the work.
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
上記したように、ワイヤソー装置を用いた切断方法において、ワイヤ張力が一定に保てず、大きく暴れている状態や、異常な振動が起きている状態でワークを切断した場合、Warp品質に悪化が見られる。また、ワークの切断途中に前記異常に気付き、メンテナンスの為に装置を停止すると、今度は温度変化によりWarp品質が悪化する。どちらにおいても一度に多数枚のウェーハを切り出すため、大量不良に繋がる可能性が高いという問題があった。 As described above, in the cutting method using the wire saw device, when the work is cut in a state where the wire tension cannot be kept constant and is greatly disturbed or abnormal vibration occurs, the Warp quality is deteriorated. Can be seen. If the above-mentioned abnormality is noticed during cutting of the work and the apparatus is stopped for maintenance, the Warp quality is deteriorated due to the temperature change. In both cases, a large number of wafers are cut out at one time, which has a problem that a large number of defects are likely to occur.
そこで、本発明者はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、ワークを保持する部分に取り付けられた振動センサと、ワイヤ張力を検出するロードセルを備えたワイヤソー装置であれば、ワークの切断前に、ロードセルによって検出されるワイヤの張力、及び振動センサによって検出される振動の少なくとも一方の測定を行い、この測定値を用いてワイヤソー装置の正常又は異常の判断を行うことができ、ワイヤソー装置が正常であると判断された場合に、ワークの切断を行えば、ワークから切り出されるウェーハの品質悪化を防ぐことができることに想到した。そして、これらを実施するための最良の形態について精査し、本発明を完成させた。 Therefore, the present inventor has conducted earnest studies to solve such a problem. As a result, if the wire saw device is equipped with a vibration sensor attached to the part that holds the work and a load cell that detects the wire tension, before the cutting of the work, the wire tension detected by the load cell and the vibration sensor At least one of the detected vibrations can be measured, and the measured value can be used to determine whether the wire saw device is normal or abnormal.If it is determined that the wire saw device is normal, the work is cut. Then, it has been conceived that the deterioration of the quality of the wafer cut out from the work can be prevented. Then, the best mode for carrying out these was scrutinized to complete the present invention.
まず、本発明のワイヤソー装置について、図1を参照して説明する。図1に示すように、本発明のワイヤソー装置13は、ワイヤ8を延出するワイヤ供給リール1と、複数のワイヤガイド6の周囲に螺旋状に巻回されたワイヤ8によって形成されるワイヤ列9と、ワイヤ8を巻き取るワイヤ巻き取りリール7と、切断対象のワークWを保持するワーク保持部10とを有し、少なくとも前進後退を1回以上繰り返して走行するワイヤ列9にワーク保持部10に保持されたワークWを押しつけて切断加工を行うものである。そして、ワイヤソー装置13は、ワーク保持部10に取り付けられた振動センサ(振動計)11と、ワイヤ8の張力を検出するロードセル5とを備えている。
First, the wire saw device of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a
このワイヤソー装置13では、ワイヤ8がワイヤ供給リール1からロングローラー2、トラバーサ3、複数のプーリーPを通って、ワイヤガイド6に所定のピッチで平行に巻付けられ、ワイヤ列9を形成する。そのワイヤ列9に、ワーク保持部10に保持されたワークWを下降させていくことでワークWを切断する構成となっている。そして、ワイヤガイド6を出たワイヤ8は、複数のプーリーPとトラバーサ3を通ってワイヤ巻き取りリール7に巻き取られる。
In the
本実施形態のワイヤソー装置13では、ワイヤ供給リール1とワイヤガイド6、ワイヤガイド6とワイヤ巻取りリール7の間に、それぞれロードセル5とテンション機構4が設けられており、ロードセル5で検出した張力を元にテンション機構4によってワイヤ8の張力を制御している。
In the
そして、ワーク保持部10には、振動センサ11が取り付けられている。振動センサ11は、例えば、ワーク保持部10においてのワークWを接着しているプレートに直接取り付けて、振動をモニターする構成とすることができる。ロードセル5及び振動センサ11は、例えば、監視PC12に接続され、ロードセル5及び振動センサ11から出力される検出値を常時監視することができる。
A vibration sensor 11 is attached to the
このようなワイヤソー装置13であれば、ワークWの切断前に、ロードセル5によって検出されるワイヤ8の張力、及び振動センサ11によって検出される振動の少なくとも一方の測定を行い、この測定値を用いてワイヤソー装置13の正常又は異常の判断を行うことができる。従って、ワイヤソー装置13が正常であると判断された場合に、ワークWの切断を行えば、ワークWから切り出されるウェーハの品質悪化を防ぐことができる。
With such a wire saw
次に、上記したような本発明のワイヤソー装置を用いた本発明のワークの切断方法について説明する。ここでは、上述した図1に示す本発明のワイヤソー装置13を用いた場合について説明する。
Next, a method of cutting the work of the present invention using the wire saw device of the present invention as described above will be described. Here, a case where the wire saw
まず、ワイヤソー装置13を用いて、ワークWの切断を行う前に、ワークWをワイヤ8に接触させない状態で、ワイヤ8を少なくとも前進後退1回以上繰り返し走行させながら、ロードセル5によって検出されるワイヤ8の張力、及び振動センサ11によって検出される振動の少なくとも一方の測定を行い、該測定された測定値を用いてワイヤソー装置13の正常又は異常の判断を行う判断工程を行う。そして、この判断工程で、ワイヤソー装置13が正常であると判断された場合に、ワークWの切断を行う切断工程を行う。
First, before cutting the work W using the wire saw
具体的には、図2のフローチャートに示すように、まず、ワークWを切断する前に、ワークWがワイヤ列9に接触しない状態で、ワイヤ8を少なくとも1回以上前進後退走行させる。この作業を暖機運転(SP1)とする。この暖機運転中に、張力と振動の少なくとも一方を計測し(SP2)、その計測値(測定値)からワイヤソー装置13が正常か異常かを判断する判断工程(SP3)を行う。そして、正常な場合は、暖機継続(SP4)後、そのままワークWの切断を行う(SP5)。一方、異常な場合は、ワイヤソー装置13を停止し(SP6)、プーリーPの交換などのメンテナンスを実施する(SP7)。その後、再び暖機運転を行い(SP1)、正常になるまでこのフローを続けることができる。
Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 2, first, before cutting the work W, the wire 8 is made to travel forward and backward at least once in a state where the work W does not contact the wire row 9. This work is called warm-up operation (SP1). During this warm-up operation, at least one of tension and vibration is measured (SP2), and a judgment step (SP3) for judging whether the wire saw
このとき、判断工程(SP3)において、測定値を用いて管理図管理(SP8)を行い、測定値が管理値限界外にあった場合にワイヤソー装置13が異常であると判断(SP9)して、ワークWの切断前にワイヤソー装置13を停止し、管理値限界内に入るまで、ワイヤソー装置13のメンテナンスを行ってから、ワークWを切断することができる。
At this time, in the determination step (SP3), control chart control (SP8) is performed using the measured value, and when the measured value is outside the control value limit, it is determined that the wire saw
このようにすれば、管理図管理することで、ワークWの切断前にワイヤソー装置13の状態を把握でき、管理値限界外の異常状態の場合にメンテナンスすることで、ワークWから切り出されるウェーハの品質悪化や品質悪化による不良発生を低減することができる。
In this way, by controlling the control chart, the state of the wire saw
正常か異常かの判断の一例として、具体的には、暖機時における前進後退1サイクル時において、ロードセル5によって検出されるワイヤ8の張力の測定値を用いて算出することができる張力バラつきσや、振動センサ11によって検出される振動の測定値を用いて算出することができる振動の振幅を管理図管理(SP8)し、管理限界線内(管理値限界内)は正常、外れた場合(管理値限界外)は異常と判断する(SP9)方法がある。 As an example of determination of normality or abnormality, specifically, tension variation σ that can be calculated using the measured value of the tension of the wire 8 detected by the load cell 5 during one cycle of forward/backward movement during warm-up In addition, when the control chart control (SP8) is performed on the vibration amplitude that can be calculated using the measurement value of the vibration detected by the vibration sensor 11, the inside of the control limit line (within the control value limit) is normal or out of line ( There is a method (SP9) of judging that the value outside the control value limit is abnormal.
より具体的には、ロードセルによって検出されるワイヤの張力の標準偏差が0.45N以下、且つ、振動センサによって検出される振動が1.0mm/sec以下であることを確認してから、ワークの切断を行うことができる。即ち、この条件を満たす場合を正常と判断し、満たさない場合を異常と判断する。 More specifically, after confirming that the standard deviation of the wire tension detected by the load cell is 0.45 N or less and the vibration detected by the vibration sensor is 1.0 mm/sec or less, The cutting can be done. That is, when this condition is satisfied, it is determined to be normal, and when it is not satisfied, it is determined to be abnormal.
このような本発明のワイヤソー装置を用いたワークの切断方法であれば、ワークの切断前に、ワイヤソー装置の正常又は異常の判断を行うことができる。そして、ワイヤソー装置が正常であると判断された場合に、ワークの切断を行うので、ワークから切り出されるウェーハの品質悪化を防ぐことができる。 According to the work cutting method using the wire saw device of the present invention as described above, it is possible to determine whether the wire saw device is normal or abnormal before cutting the work. Then, when it is determined that the wire saw device is normal, the work is cut, so that it is possible to prevent deterioration of the quality of the wafer cut from the work.
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples of the present invention, but the present invention is not limited thereto.
(実施例1)
図1に示すような本発明のワイヤソー装置を用いて、本発明のワークの切断方法に従ってワークの切断を行った。なお、CZ法(チョクラルスキー法)で製造された直径300mmのインゴットをワークWとして使用した。(Example 1)
Using the wire saw device of the present invention as shown in FIG. 1, the work was cut according to the work cutting method of the present invention. An ingot with a diameter of 300 mm manufactured by the CZ method (Czochralski method) was used as the work W.
まず、ワークWの切断を行う前に、ワークWをワイヤ8(ワイヤ列9)に接触させない状態で、ワイヤ8を少なくとも前進後退1回以上繰り返し走行(暖機運転)させながら、ロードセル5によって検出されるワイヤ8の張力の測定を行った。 First, before cutting the work W, the work 8 is detected by the load cell 5 while repeatedly traveling (warming operation) at least once forward and backward with the work W not contacting the wire 8 (wire row 9). The tension of the wire 8 was measured.
そして、この測定値を用いて算出した張力バラつきσの管理図管理を行った。図3は、暖機時における前進後退1サイクル時の張力バラつきσの管理図である。図3の各点は、暖機時における前進後退1サイクル時の張力バラつきσを示している。このとき、張力バラつきσが、UCL(Upper Control Limit:上方管理限界線)及びLCL(Lower Control Limit:下方管理限界線)の管理限界線内(管理値限界内)の場合はワイヤソー装置が正常、外れた場合(管理値限界外)はワイヤソー装置が異常と判断した。なお、図3中のCL(Central Line)は中心線を示す。 Then, control chart management of the tension variation σ calculated using this measured value was performed. FIG. 3 is a control chart of the tension variation σ during one cycle of forward and backward movement during warm-up. Each point in FIG. 3 indicates the tension variation σ during one cycle of forward and backward movement during warm-up. At this time, if the tension variation σ is within the control limit line (within the control value limit) of UCL (Upper Control Limit: upper control limit line) and LCL (Lower Control Limit line), the wire saw device is normal, If the wire saw is out of the limit (outside the control value limit), the wire saw device is judged to be abnormal. CL (Central Line) in FIG. 3 indicates the center line.
そして、図3の下矢印(b)が示すような張力バラつきσが管理値限界内で、正常と判断された場合において、ワークWの切断を行った。このときのスライス品25枚の平均Warp品質を測定した結果を図4(b)に示した。Warp品質の測定には、SBW-330(コベルコ科研製)を使用した。なお、図4中のエラーバーは、測定したスライス品25枚のWarpの標準偏差(SD:standard deviation)を示す。 Then, when the tension variation σ as shown by the down arrow (b) in FIG. 3 is within the control value limit and it is determined to be normal, the work W is cut. The result of measuring the average Warp quality of 25 sliced products at this time is shown in FIG. SBW-330 (manufactured by Kobelco Kaken) was used for measuring the Warp quality. The error bar in FIG. 4 indicates the standard deviation (SD) of 25 Warp measured slices.
その結果、図4(b)に示すように、実施例1では、Warp品質が平均6.8μmであった。 As a result, as shown in FIG. 4B, in Example 1, the Warp quality was 6.8 μm on average.
(比較例1)
比較例1として、図3の下矢印(a)が示すような、張力バラつきσが管理限界線を外れており、異常と判断された場合において、メンテナンスを実施せず、そのまま、ワークWの切断を行った。図3の下矢印(a)が示す張力バラつきσは管理限界線を外れた0.46Nであった。このときのスライス品25枚の平均Warp品質を測定した結果を図4(a)に示した。(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, when the variation in tension σ as shown by the downward arrow (a) in FIG. 3 is out of the control limit line and it is determined to be abnormal, maintenance is not performed and the work W is cut as it is. I went. The tension variation σ indicated by the lower arrow (a) in FIG. 3 was 0.46 N, which was outside the control limit line. The results of measuring the average Warp quality of 25 sliced products at this time are shown in FIG.
その結果、図4(a)に示すように、比較例1では、Warp品質が平均9.7μmであった。このように、張力バラつきσが0.45Nを超えた場合にワークWの切断を行ったため、Warp品質が悪化してしまった。 As a result, as shown in FIG. 4A, in Comparative Example 1, the Warp quality was 9.7 μm on average. As described above, since the work W was cut when the tension variation σ exceeded 0.45 N, the Warp quality deteriorated.
(実施例2)
振動センサによって検出される振動の測定を行って得られた測定値を用いて、暖機時における前進後退1サイクル時の振動振幅の平均値を算出した。そして、この振動振幅の平均値を用いて、管理図管理を行ったこと以外は、実施例1と同様にしてワークの切断を行った。(Example 2)
Using the measurement value obtained by measuring the vibration detected by the vibration sensor, the average value of the vibration amplitude during one cycle of forward and backward movement during warm-up was calculated. Then, the work was cut in the same manner as in Example 1 except that control chart management was performed using the average value of the vibration amplitudes.
まず、ワークWの切断を行う前に、ワークWをワイヤ8に接触させない状態で、ワイヤ8を少なくとも前進後退1回以上繰り返し走行(暖機運転)させながら、振動センサ11によって検出される振動の測定を行った。 First, before cutting the work W, in a state where the work W is not in contact with the wire 8, the vibration detected by the vibration sensor 11 is repeated while the wire 8 is repeatedly moved forward and backward at least once (warm-up operation). The measurement was performed.
そして、この測定値を用いて算出した振動振幅の平均値の管理図管理を行った。図5は、暖機時における前進後退1サイクル時の振動振幅の平均値の管理図である。また、図5の各点は、暖機時における前進後退1サイクル時の振動振幅の平均値を示している。このとき、振動振幅の平均値が、UCL及びLCLの管理限界線内(管理値限界内)の場合はワイヤソー装置が正常、外れた場合(管理値限界外)はワイヤソー装置が異常と判断した。なお、図5中のCLは中心線を示す。 Then, control chart management of the average value of the vibration amplitude calculated using this measured value was performed. FIG. 5 is a control chart of the average value of the vibration amplitude during one cycle of forward and backward movement during warm-up. Further, each point in FIG. 5 indicates the average value of the vibration amplitude during one cycle of forward/backward movement during warm-up. At this time, it was determined that the wire saw device was normal when the average value of the vibration amplitude was within the control limit line (within the control value limit) of UCL and LCL, and abnormal when outside (outside the control value limit). In addition, CL in FIG. 5 shows a center line.
そして、図5の下矢印(b)が示すような振動振幅の平均値が管理値限界内で、正常と判断された場合において、ワークWの切断を行った。このときのスライス品25枚の平均Warp品質を実施例1と同様にして測定した結果を図6(b)に示した。なお、図6中のエラーバーは、測定したスライス品25枚のWarpの標準偏差(SD)を示す。 Then, when the average value of the vibration amplitude as shown by the down arrow (b) in FIG. 5 is within the control value limit and it is determined to be normal, the work W is cut. The average Warp quality of the 25 sliced products at this time was measured in the same manner as in Example 1, and the result is shown in FIG. The error bar in FIG. 6 indicates the standard deviation (SD) of the measured Warp of 25 sliced products.
その結果、図6(b)に示すように、実施例2では、Warp品質が平均7.1μmであった。 As a result, as shown in FIG. 6B, in Example 2, the Warp quality was 7.1 μm on average.
(比較例2)
比較例2として、図5の下矢印(a)が示すような、振動振幅の平均値が管理限界線を外れており、異常と判断された場合において、メンテナンスを実施せず、そのまま、ワークWの切断を行った。図5の下矢印(a)が示す位置での振動は1.2mm/secであった。このときのスライス品25枚の平均Warp品質を測定した結果を図6(a)に示した。(Comparative example 2)
As Comparative Example 2, when the average value of the vibration amplitude is out of the control limit line as indicated by the downward arrow (a) in FIG. 5 and it is determined to be abnormal, no maintenance is performed and the work W Was cut. The vibration at the position indicated by the lower arrow (a) in FIG. 5 was 1.2 mm/sec. The results of measuring the average Warp quality of 25 sliced products at this time are shown in FIG.
その結果、図6(a)に示すように、比較例2では、Warp品質が平均10.2μmであった。このように、振動が1.0mm/secを超えた場合にワークWの切断を行ったため、Warp品質が悪化してしまった。 As a result, as shown in FIG. 6A, in Comparative Example 2, the Warp quality was 10.2 μm on average. As described above, since the work W was cut when the vibration exceeded 1.0 mm/sec, the Warp quality deteriorated.
以上の結果から、本発明を実施した実施例1、2のように、ワーク切断前のワイヤソー装置において、振動と張力の少なくとも一方の測定結果を用いて、管理図管理することで、ワークWの切断前にワイヤソー装置の状態を把握でき、管理値限界内の正常な状態を維持することで、ワークの品質悪化や品質悪化による不良発生の低減をすることができることが分かった。 From the above results, in the wire saw device before cutting the work as in the first and second embodiments of the present invention, the control chart is managed by using the measurement result of at least one of the vibration and the tension, and It was found that the state of the wire saw device can be grasped before cutting and the normal state within the control value limit can be maintained to reduce the quality deterioration of the work and the occurrence of defects due to the quality deterioration.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the invention having substantially the same configuration as the technical idea described in the scope of the claims of the present invention and exhibiting the same action and effect is the present invention It is included in the technical scope of.
Claims (4)
前記ワーク保持部に取り付けられた振動センサと、前記ワイヤの張力を検出するロードセルと、前記ワークの切断前に、前記振動センサ又は前記ロードセルの検出結果に基づき前記ワイヤソー装置の正常又は異常の判断を行うための監視手段とを備えることを特徴とするワイヤソー装置。 A wire supply reel that extends a wire, a wire row formed by the wires spirally wound around a plurality of wire guides, a wire take-up reel that winds the wire, and a work to be cut In a wire saw device having a work holding part for holding and performing cutting by pressing the work held in the work holding part against the wire row that travels at least forward and backward once or more,
A vibration sensor attached to the work holding unit, a load cell that detects the tension of the wire, and a normal or abnormal judgment of the wire saw device based on the detection result of the vibration sensor or the load cell before cutting the work. A wire saw device, comprising: a monitoring means for performing the operation .
前記ワークの切断前に、前記ワークを前記ワイヤに接触させない状態で、前記ワイヤを少なくとも前進後退1回以上繰り返し走行させながら、前記ロードセルによって検出される前記ワイヤの張力、及び前記振動センサによって検出される振動の少なくとも一方の測定を行い、該測定された測定値を用いて前記ワイヤソー装置の正常又は異常の判断を行う判断工程と、
前記ワイヤソー装置が正常であると判断された場合に、前記ワークの切断を行う切断工程を有することを特徴とするワークの切断方法。 A method of cutting a work using the wire saw device according to claim 1,
Before the cutting of the work, the wire tension detected by the load cell and the vibration sensor are detected while the work is kept in contact with the wire and the wire is repeatedly run at least once forward and backward. A determination step of performing at least one of the vibrations of the wire saw and determining whether the wire saw device is normal or abnormal using the measured value.
A method of cutting a work, comprising a cutting step of cutting the work when it is determined that the wire saw device is normal.
前記測定値を用いて管理図管理を行い、前記測定値が管理値限界外にあった場合に前記ワイヤソー装置が異常であると判断して、前記ワークの切断前に前記ワイヤソー装置を停止し、前記管理値限界内に入るまで、前記ワイヤソー装置のメンテナンスを行ってから、前記ワークを切断することを特徴とする請求項2に記載のワークの切断方法。 In the determination step,
Performs control chart management using the measured value, determines that the wire saw device is abnormal when the measured value is outside the control value limit, and stops the wire saw device before cutting the workpiece, The work cutting method according to claim 2, wherein the work is cut after performing maintenance of the wire saw device until the work value is within the control value limit.
前記ワークの切断前に、前記ワークを前記ワイヤに接触させない状態で、前記ワイヤを少なくとも前進後退1回以上繰り返し走行させながら、前記ロードセルによって検出される前記ワイヤの張力の標準偏差が0.45N以下、且つ、前記振動センサによって検出される振動が1.0mm/sec以下であることを確認してから、前記ワークの切断を行うことを特徴とするワークの切断方法。 A method of cutting a work using the wire saw device according to claim 1,
Before the cutting of the work, the standard deviation of the tension of the wire detected by the load cell is 0.45 N or less while repeatedly moving the wire at least once forward and backward in a state where the work is not in contact with the wire. The method for cutting a work is characterized in that the work is cut after confirming that the vibration detected by the vibration sensor is 1.0 mm/sec or less.
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